CN107177775A - 345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法。上述制造方法包括：加热工艺；钢板轧制成型工艺，轧制采用两序列轧制；其中，第一序列轧制为展宽轧制，用板坯长度进行展宽轧制，轧制到钢板目标宽度为止；第二序列为延伸序列轧制，展宽轧制完成后，将中间坯转90度，进行延伸轧制；钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷。本发明通过合适的工艺、成分设计，能在常规的宽厚板轧机上，实现又薄又宽的桥梁用钢生产，工艺路线简单，制造成本低廉。本发明钢板是以铁素体为主的组织，具有良好的塑性和韧性，‑40℃的冲击功达到120J以上，延伸率达到30％以上。生产的钢板板形良好，钢板平直度满足标准和用户要求。

Description

345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及金属材料加工领域，特别涉及一种345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法。
背景技术
随着桥梁建设的发展，采用钢结构建设的桥梁越来越多，桥梁用钢的比例也随之加大。在各个强度级别的桥梁用钢中，屈服强度345MPa级的桥梁用钢的使用量最大，桥梁建设对345MPa级的桥梁用钢几何尺寸规格需求越来越多，尤其是对又薄又宽的钢板需求量越来越大，以前薄钢板一般采用热连轧机组生产，但热连轧机组生产的钢板宽度不能太宽，其钢板成品宽度一般不超过2200mm，而现在很多薄规格桥梁用钢要求的钢板宽度远远比它宽，有些宽度在3000mm以上，因此只能采用宽厚板轧机生产。钢板的板形和机械性能随着钢板宽度增加、厚度减薄，控制难度加大，因此采用宽厚板轧机生产又薄又宽的钢板，在兼顾钢板成形和机械性能控制情况下，需要较高的技术控制水平。
公开号CN 102345051A的专利提供了一种桥梁用钢的生产方法。该方法能生产屈服强度345MPa级桥梁用钢，钢板韧塑性、焊接性能良好。但该方法采用热连轧生产，钢板宽度较窄，对于采用宽厚板轧机生产又宽又薄的桥梁用钢没有涉及。
公开号CN 201310565774A的专利提供了一种高强桥梁用钢及其制备方法。该方法能生产屈服强度500MPa级别以上的桥梁用钢，钢板韧性、焊接性能良好、屈强比较低。但该方法采用了热处理方式，且合金含量较高，合金成本和制造成本较高。
公开号CN105936964A的专利提供了一种高性能低屈强比桥梁用钢板生产方法。该方法生产的钢板机械性能较好，但该方法需进行回火处理，含有较多的合金，生产成本较高，且该方法适用的钢板厚度为12～48mm。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法。
本发明提供一种345MPa级宽薄桥梁用钢板，其化学成分按重量百分比如下：C：0.16～0.18％；Si：0.25～0.35％；Mn：1.3～1.4％；P：≤0.016％；S：≤0.005％；Als：0.015～0.03％；Nb:0.007～0.017％；V:0.007～0.017％；其余为铁和不可避免杂质；所述钢板厚度为5.8mm～6.5mm厚，钢板宽度≥3000mm。
本发明还提供一种345MPa级宽薄桥梁用钢板的制造方法，其包括如下步骤：
加热工艺：采用厚度为150mm，长度为2400～2420mm的板坯进行生产，板坯出炉温度1200-1220℃，加热时间200～300分钟；
钢板轧制成型工艺：板坯加热好之后进行控制轧制，轧制采用两序列轧制；其中，第一序列轧制为展宽轧制，用板坯长度进行展宽轧制，轧制到钢板目标宽度为止；第二序列为延伸序列轧制，展宽轧制完成后，将中间坯转90度，进行延伸轧制；第一序列即展宽序列轧制时，轧制速度为2.5m/s，单道次压下率≥5％；第二序列轧制时，第二序列轧制速度为4.0～4.5m/s，单道次压下率≥15％，终轧温度880～900℃；
钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷；制得345MPa级宽薄桥梁用钢板，所述钢板厚度为5.8mm～6.5mm厚，钢板宽度≥3000mm。
进一步地，所述钢板轧制成型工艺中，第一序列轧制的单道次压下率为8％～13.8％，第二序列轧制的单道次压下率为15％～42.9％。
本发明提供一种345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法，本发明是将上述加热好的板坯在奥氏体再结晶区进行控制轧制。展宽序列轧制时，为了避免出现斜头，导致轧完的钢板头尾异形量大，采用小压下量、低速度轧制。第二序列延伸序列轧制时，需兼顾钢板的板形和机械性能控制，因此在轧制时，采用较快的轧制速度，以控制终轧温度在要求的范围内。采用较大的单道次压下率，使中间坯沿厚度方向的变形均匀，从而使组织均匀，较大的单道次压下率能使奥氏体晶粒充分细化，消除板坯内部的疏松、微裂纹等缺陷，较大的单道次压下率使轧制总道次数不至于太多，便于控制终轧温度。由于钢板较薄，每轧制一道次后，温降较大，这样就能保留该道次轧制后的细化成果，经过多道次轧制后，就能得到细小的奥氏体晶粒，奥氏体晶粒越细小，其晶界面积越大，由奥氏体向铁素体转变时的形核位置就越多，形核率就越高，最终得到的铁素体晶粒就越细小，钢板的强度越高，冲击韧性越好。由于钢板薄，自然空冷的冷却速度比较大，轧后采用自然空冷的方式就可得到细小的铁素体晶粒，得到强韧配合良好的钢板，因此上述钢板轧完后采用自然空冷的方式。
相对于现有技术，本发明具有下列显著的优点和效果：
1)本发明通过合适的工艺、成分设计，能在常规的宽厚板轧机上，实现又薄又宽的桥梁用钢生产，工艺路线简单，制造成本低廉。生产工艺制度比较宽松，可在宽厚板线上稳定生产。
2)本发明钢板是以铁素体为主的组织，具有良好的塑性和韧性，-40℃的冲击功达到120J以上，延伸率达到30％以上。
3)生产的钢板板形良好，钢板平直度满足标准和用户要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1的钢板的金相组织图；
图2为本发明实施例2的钢板的金相组织图；
图3为本发明实施例3的钢板的金相组织图。
具体实施方式
本发明公开了一种345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供一种345MPa级宽薄桥梁用钢板，其其化学成分按重量百分比如下：C：0.16～0.18％；Si：0.25～0.35％；Mn：1.3～1.4％；P：≤0.016％；S：≤0.005％；Als：0.015～0.03％；Nb:0.007～0.017％；V:0.007～0.017％；其余为铁和不可避免杂质；所述钢板厚度为5.8mm～6.5mm厚，钢板宽度≥3000mm。
相应的，本发明还提供一种345MPa级宽薄桥梁用钢板的制造方法，其包括如下步骤：
加热工艺：采用厚度为150mm，长度为2400～2420mm的板坯进行生产，板坯出炉温度1200-1220℃，加热时间200～300分钟；
钢板轧制成型工艺：板坯加热好之后进行控制轧制，轧制采用两序列轧制；其中，第一序列轧制为展宽轧制，用板坯长度进行展宽轧制，轧制到钢板目标宽度为止；第二序列为延伸序列轧制，展宽轧制完成后，将中间坯转90度，进行延伸轧制；第一序列即展宽序列轧制时，轧制速度为2.5m/s，单道次压下率≥5％；第二序列轧制时，第二序列轧制速度为4.0～4.5m/s，单道次压下率≥15％，终轧温度880～900℃；
钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷；制得345MPa级宽薄桥梁用钢板，所述钢板厚度为5.8mm～6.5mm厚，钢板宽度≥3000mm。
进一步地，所述钢板轧制成型工艺中，第一序列轧制的单道次压下率8％～13.8％，第二序列轧制的单道次压下率为15％～42.9％。
本发明提供一种345MPa级宽薄桥梁用钢板及其制造方法，本发明是将上述加热好的板坯在奥氏体再结晶区进行控制轧制。展宽序列轧制时，为了避免出现斜头，导致轧完的钢板头尾异形量大，采用小压下量、低速度轧制。第二序列延伸序列轧制时，需兼顾钢板的板形和机械性能控制，因此在轧制时，采用较快的轧制速度，以控制终轧温度在要求的范围内。采用较大的单道次压下率，使中间坯沿厚度方向的变形均匀，从而使组织均匀，较大的单道次压下率能使奥氏体晶粒充分细化，消除板坯内部的疏松、微裂纹等缺陷，较大的单道次压下率使轧制总道次数不至于太多，便于控制终轧温度。由于钢板较薄，每轧制一道次后，温降较大，这样就能保留该道次轧制后的细化成果，经过多道次轧制后，就能得到细小的奥氏体晶粒，奥氏体晶粒越细小，其晶界面积越大，由奥氏体向铁素体转变时的形核位置就越多，形核率就越高，最终得到的铁素体晶粒就越细小，钢板的强度越高，冲击韧性越好。由于钢板薄，自然空冷的冷却速度比较大，轧后采用自然空冷的方式就可得到细小的铁素体晶粒，得到强韧配合良好的钢板，因此上述钢板轧完后采用自然空冷的方式。
相对于现有技术，本发明具有下列显著的优点和效果：
1)本发明通过合适的工艺、成分设计，能在常规的宽厚板轧机上，实现又薄又宽的桥梁用钢生产，工艺路线简单，制造成本低廉。生产工艺制度比较宽松，可在宽厚板线上稳定生产。
2)本发明钢板是以铁素体为主的组织，具有良好的塑性和韧性，-40℃的冲击功达到120J以上，延伸率达到30％以上。
3)生产的钢板板形良好，钢板平直度满足标准和用户要求。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
采用厚度为150mm、长为2400mm的板坯，轧制成厚度为5.8mm、宽度为3000mm的钢板，板坯出炉温度为1200℃，板坯加热时间为200分钟，板坯的(重量百分比)化学成分为：C0.16％，Si 0.25％，Mn 1.3％，P 0.016％，S 0.005％，Als0.015％，Nb0.007％,V0.007％；余量为Fe和不可避免的杂质。展宽序列的轧制速度为2.5m/s，展宽序列轧制时的单道次压下率分别为13％、8％。延伸序列的轧制速度为4.0m/s，延伸序列轧制时的单道次压下率分别为16.7％、30％、42.9％、37.5％、34％、33.3％、31.8、22.7％，终轧温度为880℃，轧后自然空冷。制得钢板的力学性能见表1。钢板的金相组织图请参见图1。
表1钢板力学性能
实施例2
采用厚度为150mm、长为2420mm的板坯，轧制成厚度为6.5mm、宽度为3120mm的钢板，板坯出炉温度为1220℃，板坯加热时间为300分钟，板坯的(重量百分比)化学成分为：C0.18％，Si 0.35％，Mn 1.4％，P 0.013％，S 0.002％，Als0.03％，Nb0.017％,V0.0017％；余量为Fe和不可避免的杂质。展宽序列的轧制速度为2.5m/s，展宽序列轧制时的单道次压下率分别为13％、11.1％。延伸序列的轧制速度为4.5m/s，延伸序列轧制时的单道次压下率分别为20.7％、29.3％、39.2％、38％、37.6％、28.8％、22.9％、22.6％，终轧温度为900℃，轧后自然空冷。制得钢板的力学性能见表2。钢板的金相组织图请参见图2。
表2钢板力学性能
实施例3
采用厚度为150mm、长为2410mm的板坯，轧制成厚度为6.2mm、宽度为3240mm的钢板，板坯出炉温度为1212℃，板坯加热时间为256分钟，板坯的(重量百分比)化学成分为：C0.17％，Si 0.32％，Mn 1.35％，P 0.011％，S 0.003％，Als0.023％，Nb0.012％,V0.0014％；余量为Fe和不可避免的杂质。展宽序列的轧制速度为2.5m/s，展宽序列轧制时的单道次压下率分别为13.3％、13.8％。延伸序列的轧制速度为4.3m/s，延伸序列轧制时的单道次压下率分别为22.3％、29.9％、39.3％、37.8％、37％、31％、27.1％、15％，终轧温度为892℃，轧后自然空冷。制得钢板的力学性能见表3。钢板的金相组织图请参见图3。
表3钢板力学性能
由上述实施例可知，按照本发明方法生产的宽薄桥梁用钢其厚度在5.8～6.5mm之间。宽度大于3000mm。金相组织主要为铁素体。采用该方法生产的钢板板形良好，机械性能优良，-40℃的冲击功达到120J以上，延伸率达到30％以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种345MPa级宽薄桥梁用钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比如下：C：0.16～0.18％；Si：0.25～0.35％；Mn：1.3～1.4％；P：≤0.016％；S：≤0.005％；Als：0.015～0.03％；Nb:0.007～0.017％；V:0.007～0.017％；其余为铁和不可避免杂质；所述钢板厚度为5.8mm～6.5mm厚，钢板宽度≥3000mm。
2.一种345MPa级宽薄桥梁用钢板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
加热工艺：采用厚度为150mm，长度为2400～2420mm的板坯进行生产，板坯出炉温度1200-1220℃，加热时间200～300分钟；
钢板轧制成型工艺：板坯加热好之后进行控制轧制，轧制采用两序列轧制；其中，第一序列轧制为展宽轧制，用板坯长度进行展宽轧制，轧制到钢板目标宽度为止；第二序列为延伸序列轧制，展宽轧制完成后，将中间坯转90度，进行延伸轧制；第一序列即展宽序列轧制时，轧制速度为2.5m/s，单道次压下率≥5％；第二序列轧制时，第二序列轧制速度为4.0～4.5m/s，单道次压下率≥15％，终轧温度880～900℃；
钢板轧完经热矫直机矫直后，自然空冷；制得345MPa级宽薄桥梁用钢板，所述钢板厚度为5.8mm～6.5mm厚，钢板宽度≥3000mm。
3.根据权利要求2所述的345MPa级宽薄桥梁用钢板的制造方法，其特征在于，所述钢板轧制成型工艺中，第一序列轧制的单道次压下率为8％～13.8％，第二序列轧制的单道次压下率为15％～42.9％。
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